稳压电路

稳压

　　利用电路的调整作用使输出电压稳定的过程称为稳压。

直流稳压电路的结构

　　调整元件、基准电压电路、取样电路、比较放大电路

直流稳压电路

　　在输入直流电压和负载之间串联入一个三极管，用三极管的管压降代替稳压二极 管电路中的稳压电阻R。当UI或RL变化引起输出电压UO变化时，UO的变化将反映到三极管的发射结电压UBE上，引起UCE的变化，从而调整UO，以保持输出电压的基本稳定。根据三极管所起的作用，称为调整管。由于调整管与负载是串联关系，所以图15-2-1称为串联型稳压电路。它主要由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件组成。比较放大可以是单管放大电路、差动放大电路、集成运算放大器。调整元件可以是单个功率管，复合管或用几个功率管并联。取样电路取出输出电压UO的一部分和基准电压VREF比较。

稳压电源

　　稳压电源的分类方法繁多，按输出电源的类型分有直流稳压电源和交流稳压电源；按稳压电路 与负载的连接方式分有串联稳压电源和并联稳压电源；按调整管的工作状态分有线性稳压电源和开关稳压电源；按电路类型分有简单稳压电源和反馈型稳压电源，等等。如此繁多的分类方式往往让初学者摸不着头脑，不知道从哪里入手。其实应该说这些看似繁多的分类方法之间有着一定的层次关系，只要理清了这个层次自然可以分清楚电源的种类了。

直流稳压器

　　图1为典型的直流稳压器的框图。交流输入电压e1由变压器Tp变成电压e2,经整流、滤波 　　 后向调整电路（稳压电路）输送一个不稳定的脉动的直流电压ui。因ui或稳压电路输出电流 I0的变动而引起输出电压u0变化时,调整电路使u0保持原值或者只有极小的变动。调整电路中的调整管工作在线性放大区的称为线性电源，工作在非线性区的则称为开关电源。线性电源分为简单稳压电路、并联稳压电路、串联稳压电路和集成化稳压电路。 　　稳压电路

简单稳压电路

　　图2为简单稳压电路,由限流电阻 Rs和稳压二极管 Dz组成。输出端电压 　　u0=uz=ui-Rs*i=(1Iz+1I0)*i 　　当输入电压ui或输出电流I0在一定范围内升高或降低时,具有稳压特性的Dz上的电压 uz保持不变而使u0也随之稳定，Rs及Dz起调整电路作用。这种稳压电路的工作范围受稳压管最大功耗的限制，Iz不能超过一定数值。其关键是：在ui、RL及u0均为给定的条件下,Rs值的选取应保证在输入脉动电压为最大值uimax时,稳定电流Iz和稳压管允许的功耗不超过规定的最大值；在输入脉动电压为最小值时,又能保证Iz不低于最小的稳定电流。 　　稳压电源的稳压性能可用输出电阻R0和稳压系数S来表征。输出电阻R0是输出电压变化值墹u0与输出电流变化值墹I0比值的负数，即R0=－墹u0/墹I0。稳压系数S为输出电压的相对变化量墹u0/u0与输入电压相对变化量墹ui/ui的比值, 　　 。R0和S越小,稳压器性能越好。对于简单的稳压电路,R0≈Rz（Rz为稳压二极管动态内阻） 　　 。过稳压后输出的纹波因数r0比输入纹波因数ri要小,其比值r0/ri也等于S。简单稳压电路的S值一般在0.01左右，性能较差，但线路简单，多用于对稳压要求不高的场合。

 

 

并联晶体管稳压电路

　　图3为并联晶体管稳压电路。负载电阻RL与调整管T相并联。当输入电压ui升 高时，通过稳压管注入调整管基极的电流Ib增大，Ic和ur1≈IcR1也随之增加，输出电压u0仍然稳定不变。 　　这种稳压电路由于用作调整管的晶体管 T兼有放大作用，稳压性能有所提高，线路也不复杂，但性能仍不理想，实际上应用较少。

串联晶体管稳压电路

　　图4为串联晶体管稳压电路。调整管T1与负载RL相串联，uz为放大器T2发射极 的参考电平。输出电压u0被R1、R2分压取样后与uz进行比较。当输出电压u0因某种原因升高时，T2的基极电压ube2也升高,/c1和/c2随之增加；调整管T1的基极电位ub1下降，使u0趋于稳定。 　　采用高增益的集成运算放大器代替图4中的放大器T2，可以构成运算放大器稳压电路（图5）。运算放大器的同相端接入一参考电平uz，由输出电压分压取样电路的输出与uz进行比较后的误差信号经运算放大器输出一放大的误差信号，然后利用调整管T使输出电压 u0保持稳定。这种稳压电 路也能输出较大的电流,而且输出电阻低,稳压性能好，电路也易于制作。图5电路经适当改变后可接入反馈电阻Rf以改变输出电压u0,据此可构成手动控制或程序控制的电压可变的稳压电源。 　　稳压电路

开关稳压电路

　　开关型稳压电路具有体积小、效率高的特点。线性电源的效率为30%～55 %，而开关稳压器可达60%～85%，而且可以省去工频变压器和巨大的散热器，体积和重量都大为减小。这种电路已在各种电子设备中获得广泛的应用。 　　常用的实现开关控制的方法，有自激式开关稳压器、脉宽调制式开关稳压器和直流变换式开关稳压器等。 　　图 6是采用直流变换器的开关稳压电路的框图。对工频电压直接整流-滤波后获得的直流电压,由开关管变为高频电压。后者经高频换流变压器变为一定的电压，再经高频整流－滤波以后给出所需的输出电压u0。开关管的工作受脉冲调制器和驱动放大器的控制。当输出电压u0发生变化时，来自输出端的取样信号经比较电路产生误差信号，然后通过脉冲调制器来控制开关管的开关工作比，从而使直流变换器的输出保持稳定。开关管是在饱和区断续工作的，所以功耗较线性电源的调整管为小，因而效率较高。 大功率电力稳压器 　　是有补偿变压器，调压器，控制电路，检测电路和操作电路组成．